阜新市地下水环境风险评价分析

李守忠

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)

阜新市地下水环境风险评价分析

李守忠

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)

文章主要针对我国辽宁省阜新市地下水环境风险评价技术方法储备不足等问题，提出了区域地下水环境风险评价的实用技术方法。在实际风险评价过程中，文章主要按照逐级筛选以及分类评价的思想，将阜新市区域地下水尺度划分为包括平原和流域在内的区域以及包括单元和城市在内的局部地区及包括污染场地和水源地在内的场地等三个不同层次。基于此，文章科学构建了阜新市区域尺度地下水污染风险评价理论模型，以此结合当地的水文地质条件以及污染源实际特征和水质状况等，针对阜新市局部地区地下水具体污染情况进行了分析评价。

阜新市；地下水环境；风险评价；理论模型

地下水是我国重要的供水水源，特别是对于阜新市此类干旱半干旱城市而言，地下水是当地唯一的工农业以及生活、生产供水水源。据《全国地下水污染防治规划(2011—2020年)》相关统计数据显示，我国北方地区大约有33%的农业灌溉用水以及65%的生活用水和50%的工业用水均来自于地下水。另外，全国大部分城市的地下水水质资源属于劣质水源，甚至有部分城市饮用水源水质污染因子严重超标。经相关部分检测，除了常规污染物质之外，还有致癌等相关物质出现。因此，近年来国家相关部门积极出台有关立法文件，加强整治区域重点流域以及防治地下水污染。对此，文章将结合辽宁省阜新市的地下水污染源进行分析与评价研究，以此为当地相关部分加强小流域治理与提高地下水资源管理水平提供参考和建议[1]。

1 地下水环境风险评价背景

按照风险理论解释，地下水环境风险主要由人类不规律的社会实践活动引起，通过地质环境这一介质进行传播，其对地下水环境整体生态系统造成了严重的破坏。在此过程中，地下水污染是引发地下水环境风险的主要因素之一。由于地下水生态环境本身是一个相对复杂以及封闭的生态系统。因此，地下水环境风险具有隐蔽性等特点，故针对区域实际特点，文章对地下水环境中存在的风险进行积极评价，能够对水风险进行长期监控以及从源头上有效治理水污染。

近几十年来，国外已经形成了相对完善的地下水环境风险评价方法。比如，多元统计法以及过程模拟法和迭置指数法等。但是，国内与国外存在一定的差异，国内相关学者主要针对区域地下水污染风险进行不确定研究和针对地下水健康风险进行评价研究。基于此，文章主要结合阜新市区域发展实际，采用多目标以及多层次分析法[2]，对该地区地下水环境中存在的主要风险进行评价分析，旨在为当地地下水污染风险识别以及污染防治和评价提供借鉴与参考。

2 地下水环境风险评价体系分析

通常而言，针对区域地下水环境风险进行评价，重点应针对不同区域以及不同尺度地下水的实际防水性能，科学识别地下水环境中存在的主要污染源，然后结合不同污染指标因子，有效确定地下水环境污染与人类活动之间的相关关系。在此分析过程中，可以结合分析评价结果，对重污染区域和污染高风险区域进行合理划分，以此为当地地下水资源管理和环境保护提供针对性的对策和建议等。因此，按照这一思路，区域地下水环境风险评价体系应该具有完整性以及科学性和可操作性等特征。在实际评价过程中应结合具体的风险指标评价体系，科学对相关监测指标进行筛选和分类，以此严格遵循由大到小以及由粗及细的原则，筛查大尺度区域地下水环境风险，从而进行等级分区。

再者，应该结合高风险地区的地理环境特征，确定污染区的主要污染源。

此外，针对局部地区污染风险较大的区域，对其风险形成原因以及形成过程、所造成的严重后果进行评价，以此了解地下水环境风险以及地下水污染对人类所造成的实际危害程度。因此，按照这一评价思路，文章首先结合阜新市地下水环境实际特征，科学构建如图1所示的地下水环境风险评价技术体系。

图1 阜新市地下水环境风险评价体系及流程

3 阜新市地下水环境风险评价方法

3.1 阜新市地下水环境风险评价

阜新市地下水环境的外部威胁主要来自于当地工业生产以及危废品处理和垃圾填埋及农业和地下水开采等相关活动[3]。因此，地下水的生态系统可能由于内部地质环境与外部人为因素影响，导致水体自身的健康以及服务和生产力以及经济价值、生态价值等受到巨大影响。故综合这一特征，文章结合现有数据资料，在精度为1∶200000的地图上展开区域风险研究。由于不同区域人类活动强度和频率不同。因此，区域地下水水质存在很大的差异，导致地下水环境生态系统的风险大小不同。故文章结合阜新市的大区域地下水环境，对不同时间段以及空间区域内的风险进行客观评价。由于不同阶段人类社会实践活动会对阜新市地下水系统要素(xi)产生影响，则该要素的地下水环境风险(Ri)表现为不同阶段人类活动对其影响的叠加，具体计算公式如下：

(1)

式中：第k个区域人类社会实践活动对当地地下水系统要素所造成的污染风险为f(xik)；区域数量为n；不同人类社会生产实践活动的具体权重为wi。

另外，该地区地下水环境综合风险R可通过人类社会生产实践活动对地下水系统各要素环境风险的累积值进行表征，具体计算公式为：

(2)

式中：人类活动对地下水系统各要素环境风险的累积权重为λ；环境要素数量为m。

在此计算过程中，文章考虑到该研究区地下水环境风险属于渐进性生态风险。因此，不同的风险之间会进行相互叠加，故文章通过相对风险模型，对地下水环境中存在的风险进行评价。

3.2 阜新市地下水污染风险评价

对于阜新市而言，局部地下水环境污染风险评价主要在上述大区域地下水环境综合分析评估基础上，对该研究区内的高风险进行评价，评价资料精度为1∶50000-1∶200000，然后综合阜新市地下水污染源负荷以及地下水本质脆弱性和地下水实际功能价值三大主要指标进行叠加耦合分析。其中，地下水本质脆弱性评价可基于DRASTIC模型进行分析；地下水污染源荷载评价主要基于水源地保护的优先设置方法进行评价分析；而通过地下水含水层富水性以及地下水水质现状特征，综合反映阜新市地下水经济服务功能以及社会服务功能和生态服务功能等综合价值。

最终，通过采用迭置指数法对上述3种不同评价结果进行叠加耦合，以此获取阜新市不同区域地下水污染风险分区[4]。通过研究发现，阜新市地下水环境对生态环境的维持性功能以及地下水资源供给量和地下水地质环境的稳定性等三大主要指标较为敏感。因此，文章在分析水质不同污染等级时，主要采用以下三种不同的计算公式，分别对阜新市地下水污染风险进行等级计算和划分：

R′=L+D
L=L1+L2
D=Q+A+T

(3)

式中：在上述三种计算公式中，阜新市地下水污染风险为R1；阜新市地下水污染可能性为L；阜新市地下水污染的严重性为D；阜新市地下水污染源释放污染物的可能性为L1；阜新市地下水污染源污染物的释放量为Q；阜新市地下水污染物在运移过程中的衰减量为A；阜新市地下水污染物毒性因子为T。

3.3 阜新市地下水健康风险评价

阜新市地下水健康风险主要是指在该研究区局部地区水环境评价基础上，针对高风险以及高污染地区进行分析，以此对其地下水健康程度进行评价[5]。在此评价过程中，可基于不良健康效应，对阜新市地下水环境污染过程中受到影响的人群数据量和影响程度进行判断分析，具体评价过程按照如下步骤进行操作：

1)对阜新市地下水环境污染源进行识别，然后结合污染特性对地下水承压情况及潜水含水层、供水情况进行分析，以此结合相关参数，调查阜新市地下水污染情况。

2)在对阜新市地下水中各种有机物及无机物、毒性和水质标准进行分析、检测基础上，构建包括地下水环境污染状况以及评价标准和评价方法在内的地下水污染风险评价指标体系，从而对阜新市地下水环境、污染特征等进行甄别和分析。

3)结合有机物解析试验以及污染组分迁移试验等，对辽宁省阜新市地下水环境中存在的特征污染物的迁移转化机理进行分析。

4)科学构建阜新市地下水环境风险评价与计算模型。主要在上述分析基础上结合试验结果，通过对各因素指标进行量化，以此构建阜新市地下水含水层中迁移转化的耦合数学模型，从而对该研究区地下水流运动情况以及污染物实际迁移过程进行模拟分析，最终对辽宁省阜新市地下水污染演化及扩散趋势进行分析预测[6]。

4 阜新市地下水环境风险评价案例分析

阜新市位于辽宁省西部低山丘陵区，其为沈阳经济区重要城市之一，地理坐标为E42°10′、N122°00′。该地区以巨厚的第四系和第三系沉积物为主体，组成一个集补给以及径流和排泄为一体的完整地下水生态系统，整个区域流域规划如图2所示。

图2 研究区区域总体概况图

文章在分析评价过程中，主要结合《辽宁省阜新市地下水资源数据系统》统计数据，对该区域不同流域的地下水水质进行综合评价[7]。通过分析发现，该研究区Ⅲ类水质区以及Ⅳ类水质区和Ⅴ类水质区域面积分别为16768km2、1792km2以及18832km2，三种不同区域水质的主要综合评价结果所占总区域的比例分别为 32.41%、3.46%以及36.39%。因此，通过详细分析发现，该区域地下水Ⅳ、Ⅴ类水水源水质超标率高达75%，经采样检测发现，主要污染源为氨氮以及铁、锰等几种不同物质元素，从该地区总体区域污染情况来看，主要污染物来源于当地生活污水以及工业废水和城市固体废气物排放、农业生产实践活动等[8]。

5 结 语

综上所述，区域地下水环境按照等级属性评价可分为区域相对风险与局部污染风险和场地健康风险三个不同等级。按照评价的完整性，可分为初级评价以及局部重点评价和场地精细化评价三种类型。文章按照我国当前地下水环境生态系统风险评价方法，主要结合辽宁省阜新市地下水环境存在重点风险的区域进行了分析评价；与此同时，文章在水体健康风险评价过程中，主要通过过程模拟方法，对该研究区地下水的实际运移过程进行定量分析，以此了解地下水环境污染对人体造成的相关影响。实践研究结果表明，高风险地下水环境区域主要位于辽宁省阜新市某河流冲洪积扇区域。因此，应该结合风险评价结果，针对性采用适当的污染风险控制方法对水资源进行合理管控。

[1]高素丽.辽河流域河道生态工程建设方案[J].水土保持应用技术，2011(06)：35-38.

[2]李学森.凌河流域水资源现状及保护措施[J].水土保持应用技术，2015(03)：36-37.

[3]贾瑞红.水库在防洪作业中实现水资源防洪系统的最优调度[J].水利技术监督，2013(06)：13-15.

[4]高宏.喀左县水资源开发利用分析[J].水利规划与设计，2015(03)：34-35，45.

[5]陆军.盘山县水资源供需平衡分析及主要问题[J].水利规划与设计，2015(03)：18-20.

[6]曹虎，赵明明,李贵阳,等.沈阳市城区水问题及对策[J].地下水，2013(04)：129-130.

[7]李福仲，刘力真.郭家村水库洪水预报调度系统研究[J].水利技术监督，2008(02)：46-48.

[8]张绍军.实践最严格水资源管理制度的探索[J].水利技术监督，2013(05)：23-26.

1007-7596(2016)12-0040-04

2016-11-24

李守忠(1963-)，男，辽宁锦州人，工程师，研究方向为水文水资源。

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